[发明专利]一种三元矢量阵被动测距方法

权利要求书

1.一种三元矢量阵被动测距方法，所述方法包括：对三个矢量水听器：H1、H2和H3输出的信号进行时域滤波，然后选取两个矢量水听器，根据两个阵元输出的声压通道时域滤波输出计算时延估计，从而估计目标方位θ_P；根据目标方位θ_P完成矢量阵合成，输出每个矢量组合，从而计算H1和H2及H1和H3的互相关输出；对互相关输出进行滤波；将频带进行划分，对各频带的滤波后的互相关输出进行融合；根据融合结果，计算时延估计，完成目标的方位和距离估计；

所述方法具体包括：

步骤101)通过FIR滤波器对三个阵元通道输出进行时域滤波，只对信号处理频带进行滤波；三个阵元为三个矢量水听器：H1、H2和H3；

步骤102)选取两个阵元，根据两个阵元的声压通道时域滤波输出计算时延估计，从而估计目标方位θ_P；

步骤103)根据目标方位θ_P完成矢量阵合成，计算每个矢量组合；

步骤104)利用从步骤103)得出的H1、H2、H3的矢量组合输出，计算H1和H2及H1和H3的互相关输出；

步骤105)利用从步骤104)得出阵元间的互相关输出，完成时间二次积累，得出新的互相关输出；

步骤106)利用从步骤105)得出的各频带的互相关输出进行频带融合；

步骤107)利用从步骤106)得出的各频带融合的互相关输出，计算时延估计结果，完成目标的方位和距离估计；

所述步骤103)的具体实现过程为：

设H1、H2、H3的声压通道时域滤波输出分别p₁(n),p₂(n),p₃(n)，采用二维矢量传感器，H1的二个振速分量分别为：v_x1(n),v_y1(n)，H2的二个振速分量分别为：v_x2(n),v_y2(n)，H3的二个振速分量分别为：v_x3(n),v_y3(n)；

H1的矢量组合输出为：

PV₁(n)＝0.5*p₁(n)+v_x1(n)sin(θ_p)+v_y1(n)cos(θ_p)；

H2的矢量组合输出为：

PV₂(n)＝0.5*p₂(n)+v_x2(n)sin(θ_p)+v_y2(n)cos(θ_p)；

H3的矢量组合输出为：

PV₃(n)＝0.5*p₃(n)+v_x3(n)sin(θ_p)+v_y3(n)cos(θ_p)。

2.根据权利要求1所述的三元矢量阵被动测距方法，其特征在于，所述步骤102)的具体实现过程为：

以第H1阵元为基准，求H3相对H1的时延差，设H1、H3声压通道时域滤波输出为p₁(n),p₃(n)，计算它们的互相关，然后求取互相关绝对值的最大值对应的时延τ_p13；目标的方位估计θ_P为：

其中，c为声速，d为H1阵元和H2阵元间的距离，H1阵元和H3阵元间的距离为2d。

3.根据权利要求2所述的三元矢量阵被动测距方法，其特征在于，所述步骤104)具体包括：

步骤104-1)求取PV₁(n)和PV₂(n)互相关，结果为：PV₁₂(b,k,m)，其中b表示频带，k表示数据帧数，m表示互相关时延点数；

步骤104-2)求取PV₁(n)和PV₃(n)互相关，结果为：PV₁₃(b,k,m)，其中b表示频带，k表示数据帧数，m表示互相关时延点数。